«Химические свойства кислот, оснований, солей». ЛР 1 попытка 4. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Химия Тема Химические свойства кислот, оснований, солей
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра физической химии ОТЧЕТ по лабораторной работе №1 по дисциплине «Химия» Тема: «Химические свойства кислот, оснований, солей» Студент гр. 1291 Родин В.Д. Преподаватель Васильев Б.В. Санкт-Петербург 2021 I. Цель работы. Выявление свойств кислот, оснований и солей, законов их взаимодействия и выявление методов их получения. Формирование понимания объектов лабораторного исследования, выведение их определений. II. Основные теоретические положения Оксид- соединение химических элементов и водорода со степенью окисления -2. Делятся на амфотерные, основные и кислотные. Амфотерные- оксиды металлов со степенью окисления +2, при этом только BeO, PbO, ZnO, SnO. Основные- оксиды металлов со степенью окисления +1, +2. Кислотные- оксиды металлов со степенью окисления не менее +5. Основания- соединения химических элементов, содержащие атом металла и гидроксид-ион со степенью окисления -1. Делятся на сильные и слабые. Сильные- основания, необратимо реагирующие с остатком воды. Пример: NaOH, KOH, LiOH. Слабые- основания, реагирующие с водой незначительно. Пример: Mg(OH) 2 ; Fe(OH) 2 ; Zn(OH) 2 Кислоты- соединения химических элементов, при диссоциации (разрушении) которых образуется n-ое количество положительно-заряженных ионов водорода (H + ) и кислотный остаток (от которого тип соединений получил название) типа H(окислитель). Делятся на кислородсодержащие и бескислородные. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими левее водорода в ряду активностей металлов. Соли- соединения химических элементов, по форме записи сходные с кислотами, однако вместо водорода при их диссоциации вместо водорода образуются катионы т.н. основных остатков, по форме представляющих хим. элемент с положительной степенью окисления. При назывании основные остатки приобретают пост-приставку -ион. Пример-Na + = натрий-ион. Делятся на средние, основные и кислые. Средние- соли с полным замещением атомов водорода. Пример: CuSO 4 Основные- соли с неполным замещение гидроксид-ионов. Пример: Zn(OH)Cl. Кислые- соли с неполным замещением атомов водорода. Пример: KHSO 4 III. Обработка результатов № опыта Реакция Наблюдение 1.12 СuSO 4 +2NaOH Cu(OH) 2 Na 2 SO 4 Исходно СuSO 4 -голубая, прозрачная жидкость, NaOH-бесцветная, прозрачная жидкость. Реакция осаждения. По итогам реакции жидкость окрасилась в синий цвет, выпал аналогичного цвета осадок. MgSO 4 +2NaOH Mg(OH) 2 +Na 2 SO 4 Исходно MgSO 4 -бесцветная, прозрачная жидкость, NaOH-бесцветная, прозрачная жидкость. Реакция осаждения. По итогам реакции жидкость окрасилась в белый цвет, выпал осадок Mg(OH) 2 с цветом, аналогичным конечной жидкости. FeCl 3 +3NaOH Fe(OH) 3 +3NaCl Исходно FeCl 3 -желтая, прозрачная жидкость, NaOH-бесцветная, прозрачная жидкость. Реакция осаждения. По итогам реакции жидкость окрасилась в буро-рыжий цвет, выпал аналогичного цвета осадок Fe(OH) 3. 2.5 Cu(OH) 2 +2HCl CuCl 2 +2H 2 O Реакция нейтрализации. Изначальный ярко-выраженный осадок синего цвета в процессе реакции был растворен. Жидкость сменила цвет с синего на прозрачно-голубоватую. Mg(OH) 2 + 2HCl MgCl 2 +2H 2 O Реакция нейтрализации. Изначальный ярко-выраженный осадок белого цвета в процессе реакции был растворен. Жидкость потеряла цвет, стала прозрачной. Fe(OH) 3 + 3HCl FeCl 3 +3H 2 O Реакция нейтрализации. Изначальный ярко-выраженный осадок буро-рыжего цвета в процессе реакции был растворен. Жидкость сменила цвет с цвета, аналогичного осадку, на прозрачно-желтый. 1.14 NaOH+HCl NaCl +H 2 O Реакция нейтрализации. Происходит реакция нейтрализации. Изначальный малиновый цвет, полученный посредством добавления фенилфтолеина, исчез. 1.16 NiSO 4 +2NaOH Ni(OH) 2 +Na 2 SO 4 Исходно NiSO 4 - зеленая, прозрачная жидкость. Реакция осаждения. По итогам реакции выпал осадок Ni(OH) 2, жидкость не сменила цвет, но стала мутной. Ni(OH) 2 +2HCl NiCl 2 +2H 2 O Реакция нейтрализации. Осадок Ni(OH) 2 по итогам реакции растворился, жидкость вновь стала прозрачной и сохранила изначальный цвет. 1.18 ZnSO 4 +2NaOH Zn(OH) 2 +Na 2 SO 4 ZnSO 4 -бесцветная, прозрачная жидкость, NaOH-бесцветная, прозрачная жидкость. Реакция осаждения. Образовался осадок Zn(OH) 2 белого цвета. Жидкость помутнела, стала белой. Zn(OH) 2 +2HCl ZnCl 2 +2H 2 O Реакция нейтрализации. Произошло растворение осадка, жидкость при этом обесцветилась и стала прозрачной. Zn(OH) 2 +NaOH Na 2 [Zn(OH) 4 ] Реакция нейтрализации. Произошло растворение осадка, жидкость при этом обесцветилась и стала прозрачной. Итог: растворение осадка произошло в обоих реакциях 1.19 Cr 2 (SO 4 ) 3 +6NaOH Cr(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 Реакция осаждения. Исходно Cr 2 (SO 4 ) 3 -темно-синяя жидкость. По итогам реакции выпадает серо-зеленый осадок Cr(OH) 3. Cr(OH) 3 +3HCl CrCl 3 +3H 2 O Реакция нейтрализации. Осадок растворился, образовалась жидкость темно-зеленого цвета. Cr(OH) 3 +NaOH Na 3 [Cr(OH) 6 ] Реакция нейтрализации. Осадок растворился, образовалась жидкость цвета, сходного с цветом Cr 2 (SO 4 ) 3, однако более темным. Итог: растворение осадка произошло в обоих реакциях. Al 2 (SO 4 ) 3 +6NaOH Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 Реакция осаждения. По итогам реакции выпал белого цвета осадок Al(OH) 3 . Al(OH) 3 +3HCl AlCl 3 +3H 2 O Реакция нейтрализации. Осадок растворился, образовалась белая бесцветная жидкость. Al(OH) 3 +NaOH Na[Al(OH) 4 ] Реакция нейтрализации. Осадок растворился, образовалась белая бесцветная жидкость Итог: растворение осадка произошло в обоих реакциях 2.8 Na 2 SO 4 +BaCl 2 BaSO 4 +2NaCl Реакция осаждения. Произошло выпадение осадка белого цвета. Na 2 CO 3 +CaCl 2 CaCO 3 +2NaCl Реакция осаждения. Произошло выпадение осадка белого цвета. Итог: при смешивании обоих пар солей произошло выпадение осадков, и т.к. 1-я соль в обоих парах было солью натрия, а 2- я соль- хлоридом произошло так же образование поваренной соли NaCl 2.12 CoCl 2 +NaOH CoOHCl +NaCl Реакция осаждения Изначально CoCl 2 - прозрачно-розовая жидкость Выпал синий осадок и жидкость окрасилась в аналогичный цвет. 2.13 CoOHCl +NaOH Co(OH) 2 +NaCl Осадок сменил цвет с синего на белый. Жидкость стала мутно-розовой. CoOHCl +HCl CoCl 2 +H 2 O Осадок растворился, жидкость сменила цвет с мутно-синего на прозрачно-розовый (более светлый, чем CoCl 2 ) Итог: растворение осадка произошло в обоих случаях. IV. Ионные уравнения Опыт 1.12 1.Сu 2+ +SO 4 2- +2Na + +2OH - Cu(OH) 2 о Na + +SO 4 2- Сu 2+ +2OH - Cu(OH) 2 о 2.Mg 2+ +SO 4 2- +2Na + +2OH - Mg(OH) 2 о +2Na + +SO 4 2- Mg 2+ +2OH - Mg(OH) 2 о 3.Fe +3 +3Cl - +3Na + +3OH - Fe(OH) 3 о +3Na + +3Cl - Fe +3 +3Cl - Fe(OH) 3 о Опыт фенолфталеин лакмус метилоранж H 2 O бесцветный оранжевый оранжевый 1.13 NaOH малиновый синий оранжевый 2.3 HCl белый красный красный Опыт 2.5 1. Cu(OH) 2 о +2H + +2Cl - Cu 2+ +2Cl - +2H 2 O о Cu(OH) 2 о +2H + Cu 2+ +2H 2 O о 2. Mg(OH) 2 о + 2H + +2Cl - Mg 2+ +2Cl - +2H 2 O о Mg(OH) 2 о + 2H + Mg 2+ +2H 2 O о 3. Fe(OH) 3 о + 3H + +3Cl - Fe 3+ +3Cl - +3H 2 O о Fe(OH) 3 о + 3H + Fe 3+ +3H 2 O о Опыт 1.14 Na + +OH - +H + +Cl - Na + +Cl - +H 2 O о OH - +H + H 2 O о Опыт 1.16 1. Ni 2+ +SO 4 2- +2Na + +2OH - Ni(OH) 2 о +2Na + +SO 4 2- Ni 2+ +2OH - Ni(OH) 2 о 2. Ni(OH) 2 о +2H + +2Cl - Ni 2+ +Cl 2 - +2H 2 O о Ni(OH) 2 о +2H + Ni 2+ +2H 2 O о Опыт 1.18 1. Zn 2+ +SO 4 2- +2Na + +2OH - Zn(OH) 2 о +2Na + +SO 4 2- Zn 2+ +2OH - Zn(OH) 2 о 2. Zn(OH) 2 о +2H + +2Cl - Zn 2+ +2Cl - +2H 2 O о Zn(OH) 2 о +2H + Zn 2+ +2H 2 O о 3. Zn(OH) 2 о +2Na + +2OH - Na + +[Zn(OH) 4 ] 2- Zn(OH) 2 о +OH - [Zn(OH) 4 ] 2- Опыт 1.19 1. 2Cr 3+ +3(SO 4 ) 2+ +6Na + +6OH - Cr(OH) 3 о + 6Na + +3SO 4 2- 2Cr 3+ +6OH - Cr(OH) 3 о 2. Cr(OH) 3 о +3H + +3Cl - Cr 3+ +3Cl - +3H 2 O о Cr(OH) 3 о +3H + Cr 3+ +3H 2 O о 3. Cr(OH) 3 о +3Na + +3OH - Na + +[Cr(OH) 6 ] 3+ Cr(OH) 3 о +3OH - [Cr(OH) 6 ] 3+ 4. 2Al 3+ +3(SO 4 ) 2- +6Na + +6OH - Al(OH) 3 о + 6Na + +3SO 4 2- 2Al 3+ +6OH - Al(OH) 3 о 5. Al(OH) 3 о +3H + +3Cl - Al 3+ +3Cl - +3H 2 O о Al(OH) 3 о +3H + Al 3+ +3H 2 O о 6. Al(OH) 3 о +Na + +OH - Na + +[Al(OH) 4 ] + Al(OH) 3 о +OH - [Al(OH) 4 ] + Опыт 2.8. 1. 2Na + +SO 4 2- +Ba 2+ +2Cl - BaSO 4 о +2Na + +2Cl - SO 4 2- +Ba 2+ BaSO 4 о 2. 2Na + +CO 3 2- +Ca 2+ +2Cl - CaCO 3 о +2Na + +2Cl - CO 3 2- +Ca 2+ CaCO 3 о Опыт 2.12 Co 2+ +Cl +2 +Na + +OH - CoOHCl о + Na + +Cl - Co 2+ +OH - CoOHCl о Опыт 2.13 1. CoOHCl о +Na + +OH - Co(OH) 2 о +Na + +Cl - CoOHCl о +OH - Co(OH) 2 о +Cl - 2. CoOHCl о +H + +Cl - Co 2+ +2Cl - +H 2 O о CoOHCl о +H + Co 2+ +Cl - +H 2 O о V. Выводы Опыт 1.12: В реакции средних солей и щелочей происходит выпадение основных осадков (осадков-оснований), что наблюдалось во всех 3ех реакциях опыта. Так же наблюдалось и изменение цветов жидкостей на более темные. Опыт 2.5: В реакции оснований и кислот происходит растворение осадка (полученного ранее путем реакций средних солей и оснований) происходит растворение осадка и образование воды, что практически проявляется в осветлении жидкости и растворении осадков. Опыт 1.14: Цвет соединений, полученный после добавления кислотно-щелочного идентификатора может быть нейтрализован путем реакций с кислотами. Опыт 1.16: Промежуточно-основный осадок (осадок-промежуточное основание) может быть растворен путем реакции с кислотой. Опыт 1.18: Промежуточно-основный осадок (осадок-промежуточное основание) может быть растворен не только путем реакции с кислотой, но и путем реакции с переизбытком щелочи и с последующим образованием комплексной соли Опыт 1.19: Аналогично промежуточно-основным осадкам, сильно-основные осадки могут так же могут быть растворены путем реакции с кислотой или переизбытком щелочи. Опыт 2.8: В реакция пар солей происходит выпадение осадка. Так же по причине использования в обоих опытах солей натрия и хлоридов происходит выпадение поваренной соли в форме ее раствора. Опыт 2.12: В реакция солей и щелочей происходит образование основной соли, выпадающей в качестве осадка и средней соли. Опыт 2.13: В реакциях основных солей с кислотами происходит растворение основно-солевых осадков, чего однако не происходит в реакциях с переизбытком щелочи (как это происходит с промежуточными основаниями, мы наблюдали это в опыте 1.18) Однако для реакция основных солей и щелочей стоит заметить, что осадок все же меняет свойства- теряет цвет. Опыты 1.13, 2.3.: Метилоранж в кислотных средах приобретает красную окраску, в щелочных желтеет(с рыжевизной). В нейтральных приобретает оранжевый цвет Лакмус в кислотных средах приобретает красную окраску, в щелочных синюю. В нейтральных приобретает оранжевый цвет. Фенолфталеин в кислотных средах предает веществу белый цвет, в щелочных- малиновый. В нейтральных средах- бесцветен. Общие выводы: 1. Реакции с кислотами приводят к нейтрализации основных, основно-солевых и солевых осадков. 2. Переизбытки щелочей нейтрализуют основные и солевые осадки. Меньшие объемы щелочей в реакциях с основаниями, основными солями и солями приводят к выпадению осадков. 3. Реакции осаждения- реакции с участием малых объемов щелочей, или пар солей 4. Реакции нейтрализации- реакции с участием кислот, и (не во всех случаях, см. п. 2 вывода) с участием переизбытков щелочей. 5. С помощью кислотно-основных индикаторов может быть определено, является среда нейтральной, кислотной или щелочной. При этом в зависимости от типа индикатора и среды вещество приобретает цвет: Среда Метилоранж Фенолфталеин Лакмусовая бумага Кислотная красный белый Красный Щелочная Желто-оранжевый малиновый Синий Нейтральная оранжевый бесцветный Оранжевый 6. Основания реагируют с кислотами и кислотными оксидами с образованием соли и воды. Основания не реагируют с основными оксидами и щелочами. 7. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами, образуя при этом воду и соль. |